SU1165967A1 - Method of measuring moisture content - Google Patents
Method of measuring moisture content Download PDFInfo
- Publication number
- SU1165967A1 SU1165967A1 SU833646937A SU3646937A SU1165967A1 SU 1165967 A1 SU1165967 A1 SU 1165967A1 SU 833646937 A SU833646937 A SU 833646937A SU 3646937 A SU3646937 A SU 3646937A SU 1165967 A1 SU1165967 A1 SU 1165967A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electrodes
- electrode
- capacitance
- measurement
- moisture content
- Prior art date
Links
Abstract
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ твердых веществ при помощи емкостного трехэлектродного датчика, заключающийс в том, что электроды устанавливают на исследуемом объекте в одной плоскости и на одной оси, причем второй электрод располагают между первым и третьим электродами так, что рассто ние между первым и вторым электродами меньше рассто ни между вторым и третьим электродами , подают на электроды переменное напр жение , измер ют емкость между электродными парами и по результатам измерени емкости рассчитывают влажность материала, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени путем исключени вли ни на результат измерени параметров поверхностного сло вещества, на три электрода подают напр жени одинаковой частоты и фазы, измен ют амплитуду напр жени между первым и вторым электродами и по достижении минимального значени емкости между ними производ т изS мерение емкостей между электродными па (Л рами.METHOD OF MEASURING MOISTURE solids using a capacitive three-electrode sensor, which implies that the electrodes are mounted on the object in the same plane and on the same axis, the second electrode being positioned between the first and third electrodes so that the distance between the first and second electrodes is less than nor between the second and third electrodes, alternating voltage is applied to the electrodes, the capacitance between the electrode pairs is measured and the moisture content of the material is calculated from the capacitance measurement results In order to improve the measurement accuracy by eliminating the influence on the measurement result of the parameters of the surface layer of a substance, voltages of the same frequency and phase are applied to three electrodes, the voltage amplitude between the first and second electrodes is changed and, when the minimum capacitance value is reached they are made from a measurement of the capacitances between the electrode pa (lm.
Description
1 - г1 - g
О)ABOUT)
сд со с: |cd with from: |
J 4J 4
Фиг. / Изобретение относитс к физико-техническим измерени м и может быть использованы дл измерени влажности неоднородных по толщине материалов. Известен способ измерени влажности путем создани в материале электрического пол между компланарными электродами емкостного датчика и измерени его емкоети 1. Недостатком этого способа вл етс низка точность измерени , обусловленна сильным вли нием качества поверхности материала . Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ измерени влажности твердых веществ при помощи емкостного трехэлектродного датчика , заключающийс в том, что электроды устанавливают на исследуемом объекте в одной плоскости и на одной оси, причем второй электрод располагают между первым и третьим электродами так, что рассто ние между первым и вторым электродами меньще рассто ни между вторым и третьим электродами, подают на электроды переменное напр жение, измер ют емкость между электродными парами и по результатам измерени емкости рассчитывают влажность материала 2. Недостатком известного способа вл етс невозможность исключени вли ни на результаты измерений поверхностного сло переменной толщины, что обусловлено большой нелинейностью чувствительности датчика с компланарными электродами к диэлектрическим свойствам слоев материала, расположенных на разных глубинах. Цель изобретени - повышение точности измерени путем исключени вли ни на результат измерени параметров поверхностного сло вещества. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу измерени влажности твердых веществ при помощи емкостного трехэлектродного датчика, заключающемус в том, что электроды устанавливают на исследуемом объекте в одной плоскости и на одной оси, причем второй электрод располагают между первым и третьим электродами так, что рассто ние между первым и вторым электродами меньше рассто ни между вторым и третьим электродами, подают на электроды переменное напр жение, измер ют емкость между электродными парами и по результатам измерени емкости рассчитывают влажность материала, на три электрода подают напр жени одинаковой частоты и фазы, измен ют амплитуду напр жени между первым и вторым -электродами и по достижению минимального значени емкости между ними производ т измерение емкостей между электродными парами . На фиг. 1 изображено пространственное распределение электрических полей в слое исследуемого -материала при использовании трехэлектродного датчика; на фиг. 2 - блоксхема устройства, реализующего предлагаемый способ. Трехэлектродный датчик состоит из электродов 1-3, размещенных на исследуемом объекте 4. При этом создаютс одновременно два электрических пол - основное и дополнительное. Основное поле, создаваемое между электродами 1 и 3, под действием разности потенциалов fi - fj имеет сравнительно большую глубину проникновени в объект. Дополнительное поле, создаваемое между электродами 1 и 2, под действием разности потенциалов Af -fz-fi имеет сравнительно малую глубину. Если f2 1 О силовые линии дополнительного пол направлены навстречу силовым лини м основного пол , поэтому в поверхностном слое материала объекта вследствие суперпозиции полей происходит их взаимна компенсаци . Регулиру величину потенциала fa на электроде 2, измен ют напр женность дополнительного пол , при этом мен етс его глубина проникновени , что позвол ет компенсировать основное поле на заданную глубину. При этом измер етс емкость между электродами 1 и 3 и при достижении емкостью минимального значени paсчитываетс , суммарна емкость С датчика по формуле Сх Cs +/С„ + C,j - Cjj . где С-баластова емкость датчика (подложки , проводов, и т.п.); Сц-собственна частична емкость электрода 1; С,ц- частична емкость между электродами 1 и 3; С1г,частична емкость между электродами 1 и 2. Далее по результатам измерени Сх определ етс влажность материала. В силу того, что напр женность электрического пол , создаваемого компланарной системой электродов, максимальна на поверхности материала и нелинейно убывает по его толщине, в емкости Сц и Cij существенный вклад вносит поверхностный слой материала объекта, диэлектрические свойства которого могут заметно отличатьс от остальной массы материала. Емкость целиком определ етс свойствами поверхностного сло материала. Регулиру напр жение на электроде 2, добиваютс практически полного устранени вли ни на результаты измерений поверхностного сло материала. Измеритель 5 емкости соединен с измерительным электродом 1. Между измерительным электродом 1 и охранным электродом 2FIG. The invention relates to physicotechnical measurements and can be used to measure the moisture content of materials of heterogeneous thickness. A known method for measuring humidity by creating an electric field in the material between coplanar electrodes of a capacitive sensor and measuring its capacitance 1. The disadvantage of this method is the low measurement accuracy due to the strong influence of the quality of the material surface. The closest to the invention to the technical essence is a method for measuring the moisture content of solids using a capacitive three-electrode sensor, namely, that the electrodes are mounted on the object under investigation in one plane and on the same axis, the second electrode being positioned between the first and third electrodes so that the distance between the first and second electrodes is less than the distance between the second and third electrodes, alternating voltage is applied to the electrodes, the capacitance between the electrode pairs is measured and, as a result The tatam of capacitance measurement calculates the moisture content of material 2. A disadvantage of this method is that it is impossible to exclude the results of measurements of the surface layer of variable thickness, due to the large non-linear sensitivity of the sensor with coplanar electrodes to the dielectric properties of material layers located at different depths. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the effect on the measurement result of the parameters of the surface layer of a substance. This goal is achieved by the fact that according to the method of measuring the moisture content of solids using a capacitive three-electrode sensor, the principle is that the electrodes are mounted on the test object in the same plane and on the same axis, the second electrode being positioned between the first and third electrodes so that the distance between the first and second electrodes is less than the distance between the second and third electrodes, alternating voltage is applied to the electrodes, the capacitance between the electrode pairs is measured and, based on the measurement results Capacity calculated moisture material is fed to the three electrode voltages of the same frequency and phase, an amplitude is varied between a first voltage and a second electrode and an achievement of a minimum value of capacitance between them is produced, measurement of capacitance between the electrode pairs. FIG. 1 shows the spatial distribution of electric fields in the layer of the material under study using a three-electrode sensor; in fig. 2 - block device that implements the proposed method. The three-electrode sensor consists of electrodes 1-3 placed on the object under study 4. At the same time, two electric fields are created - the main and the additional one. The main field created between electrodes 1 and 3, under the action of the potential difference fi - fj, has a relatively large depth of penetration into the object. The additional field created between electrodes 1 and 2, under the action of the potential difference Af -fz-fi, has a relatively small depth. If f2 1 О the power lines of the additional field are directed towards the power lines of the main field, therefore, in the surface layer of the material of the object, due to the superposition of the fields, they are mutually compensated. By adjusting the magnitude of the potential fa on the electrode 2, the strength of the additional field is changed, and its penetration depth changes, which makes it possible to compensate the main field to a predetermined depth. In this case, the capacitance between electrodes 1 and 3 is measured and when the capacitance reaches its minimum value, the total capacitance C of the sensor is calculated by the formula Cx Cs + / C „+ C, j - Cjj. where C is the ballast capacitance of the sensor (substrate, wires, etc.); Sc-own partial capacitance of electrode 1; C, c is a partial capacitance between electrodes 1 and 3; C1g, partial capacitance between electrodes 1 and 2. Next, based on the measurement results Cx, the humidity of the material is determined. Since the electric field generated by the coplanar system of electrodes is maximal on the surface of the material and nonlinearly decreases in its thickness, the surface layer of the material of the object makes a significant contribution to the capacitance of the SC and Cij, the dielectric properties of which can differ significantly from the rest of the material mass. Capacity is entirely determined by the properties of the surface layer of the material. By regulating the voltage on the electrode 2, the results of measurements of the surface layer of the material are almost completely eliminated. The meter 5 of the container is connected to the measuring electrode 1. Between the measuring electrode 1 and the guard electrode 2
включены последовательно соединенные повторитель 6 напр жени и усилитель 7. Усилитель 7 выполнен с переменным коэффициентом ускорени от 1 до 1,5.connected in series are a voltage follower 6 and an amplifier 7. The amplifier 7 is made with a variable acceleration factor from 1 to 1.5.
В результате суперпозиции встречных полей в поверхностном слое материала поле отсутствует, поэтому изменение свойств этого сло также, как качество поверхности неAs a result of the superposition of opposing fields in the surface layer of the material, the field is absent; therefore, the change in the properties of this layer as well as the quality of the surface does not
оказывает вли ни на результаты измерени емкости между электродами 1 и 3.influences the measurement results of capacitance between electrodes 1 and 3.
Повышение точности и достоверности результатов измерени предлагаемым способом позвол ет уменьшить общее число результатов измерений при исследовании объектов на влажность и тем самым повысить производительность труда.Improving the accuracy and reliability of measurement results by the proposed method allows to reduce the total number of measurement results in the study of objects for humidity and thereby increase labor productivity.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833646937A SU1165967A1 (en) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | Method of measuring moisture content |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833646937A SU1165967A1 (en) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | Method of measuring moisture content |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1165967A1 true SU1165967A1 (en) | 1985-07-07 |
Family
ID=21083482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833646937A SU1165967A1 (en) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | Method of measuring moisture content |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1165967A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2732477C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-09-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" | Method and device for measuring absolute moisture content of materials |
-
1983
- 1983-09-29 SU SU833646937A patent/SU1165967A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
4. Матис И. Г. Электроемкостные преобразователи дл неразрушающего контрол . Рига, «Зинатне, 1977, с. 180-182. 2. Авторское свидетельство СССР № 384063, кл. G 01 N 27/22-, 1972 (прототип). * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2732477C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-09-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" | Method and device for measuring absolute moisture content of materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1030795C (en) | Dynamic and non-contact measurement of displacement or of permittivity by use of capacitive sensor | |
GB2278235B (en) | Method and device for biochemical sensing | |
RU96103368A (en) | METHOD OF NON-CONTACT DYNAMIC MEASUREMENT OF A DIELECTRIC CONSTANT USING A CAPACITIVE SENSOR | |
US3048775A (en) | Apparatus for measuring small distances | |
EP0815458B1 (en) | Determining the dielectric properties of wood | |
SU1165967A1 (en) | Method of measuring moisture content | |
US3354388A (en) | Method for measuring the moisture content of wood | |
US3255410A (en) | System and method for measuring a property of dielectric material by periodically and alternately applying signals at different frequencies to a capacitance probe and measuring the difference in output signals while maintaining the average amplitude of the output signals constant | |
Du et al. | Dielectrometry measurements of effects of moisture and anti-static additive on transformer board | |
SU1749810A1 (en) | Method of determining moisture content | |
RU2716865C1 (en) | Device for measuring moisture content of loose substance | |
RU2303787C1 (en) | Method for measuring of dielectric penetrability of liquid and flat solid dielectrics | |
SU842541A1 (en) | Soil humidity volume converter | |
SU642639A1 (en) | Moisture-content sensor | |
SU927018A1 (en) | Method of measuring wire diameter | |
SU1073674A1 (en) | Capacitive pickup for measuring physical chemical properties of porous and loose substances | |
GB1381921A (en) | Apparatus for determination of the density of inplace materials by measurement of their dielectric strength | |
SU1471152A1 (en) | Method of determining charge density in dielectrics | |
SU1191845A1 (en) | Method of determining full charge and its distribution centre in dielectrics | |
SU1109677A1 (en) | Method of measuring electric field strength | |
JPH07190981A (en) | Lumber moisture content measuring instrument | |
JPS61233323A (en) | Method for measuring solution level | |
SU924628A1 (en) | Method of measuring piezoceramic material mechanical quality | |
SU1506388A1 (en) | Method of measuring dielectric permittivity of solid materials | |
SU363046A1 (en) | ALL-UNION |